Научный журнал
Современные наукоемкие технологии
ISSN 1812-7320
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,940

ОСОБЕННОСТИ СИНТЕЗА ТВЕРДЫХ РАСТВОРОВ NiFe2-хCrхO4

Шабельская Н.П. Таланов В.М. Ульянов А.К.
Отличительной особенностью некоторых сложных оксидных систем, в частности, NiFe2-хCrхO4 является наличие критических элементов на фазовых Т-х-диаграммах: мультикритических и многофазных точек, морфотропных областей и линий фазовых переходов. Известно, что в кристаллах, содержащих катионы переходных элементов в орбитально вырожденных состояниях, при снятии вырождения происходит спонтанное понижение симметрии координационного многогранника (эффект Яна-Теллера). Образование низкосимметричных модификаций шпинели сопровождается спонтанным появлением необычных физико-химических свойств. Поэтому изучение процессов получения таких твердых растворов является актуальной задачей.

Для приготовления образцов твердых растворов NiFe2-xCrxO4 были составлены сырьевые смеси из оксидов железа (III), хрома (III) и никеля (II) марки хч, отвечающие стехиометрическому соотношению компонентов NiO, Fe2O3, Cr2O3 в твердых растворах шпинелей. Навеска исходных оксидов была тщательно перемешана в течение часа на воздухе и отформована в виде таблетки диаметром 20 мм под давлением 150 кг/см2. Синтезировали шпинели при температурах 1100-1200оС. Термообработку проводили циклами по 10 часов. Полноту синтеза контролировали с помощью рентгенофазового анализа (РФА) на рентгеновском дифрактометре ДРОН-1,5. Для идентификации фаз использовали картотеку ASTM, параметры элементарных ячеек определяли по линии (440) (кубическая фаза), (440) и (404) (тетрагональная фаза).

В области существования тетрагональной фазы отмечено увеличение энергии активации диффузии (на 12 - 13 %). По-видимому, в этом интервале составов возникают дополнительные кинетические затруднения. Аналогичный скачок отмечен на зависимости предэкспоненциального множителя D0(х) (приблизительно в 6 раз). Для объяснения такого хода кривых Q (х) и D0 (х) высказано предположение, что на кинетику процесса оказывает влияние структурный фактор. В связи с тем, что синтез шпинели проводили циклами по 10 часов, реально процесс формирования структуры также протекал дискретно. При понижении температуры (охлаждении) под действием кооперативного эффекта Яна-Теллера структура искажается, образуется тетрагонально укороченная шпинель. По-видимому, в такой структуре за счет искажения кислородного каркаса возникают дополнительные трудности для диффузии катионов по вакантным местам. В ходе последующих циклов нагревания процесс диффузии по «узким» местам приостанавливается до тех пор, пока повышение температуры термообработки не снимет искажение решетки.


Библиографическая ссылка

Шабельская Н.П., Таланов В.М., Ульянов А.К. ОСОБЕННОСТИ СИНТЕЗА ТВЕРДЫХ РАСТВОРОВ NiFe2-хCrхO4 // Современные наукоемкие технологии. – 2006. – № 2. – С. 83-84;
URL: https://top-technologies.ru/ru/article/view?id=22481 (дата обращения: 24.04.2024).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1,674